基于模糊专家控制技术的蚕种催青控制系统的设计

摘要

蚕种催青室温湿度控制是蚕种生产质量管理的关键环节。催青室属于半封闭空间，其空间温度和湿度是大滞后系统，且温湿度之间存在不确定的耦合关系，相互影响较大。温湿度控制系统难以建立准确而广泛适用的数学模型，经典控制理论在催青温湿度控制中难以取得理想的效果。模糊专家系统是以专家知识库为基础，以模糊逻辑推理的方法对某个领域或系统进行分析、判断和决策,在温湿度控制过程中的应用贴近控制专家的控制思路,取得较好的效果。
　　首先对蚕卵胚胎发育过程中各解剖生理阶段对环境温度和湿度的控制要求进行分析，结合催青技术规程等文献资料，确定采用两段式催青控制方法，并分析确定控制系统的设计方案，将控制系统温湿度采集与控制节点和算法实现分别用单片机和PC机软件来实现。然后采用无线SOC芯片进行温湿度采集与控制模块的软件硬设计，给出设计电路与关键元件参数的设计计算。并给出各功能模块的程序设计和基于协议栈的无线温湿度监控组网设计。最后用MATLAB模糊工具箱设计模糊专家系统，用VB.NET设计数据读取与显示界面，通过调用MATLAB模糊专家系统根据实时温湿度信号实时修正和整定PID控制的三个参数，发送给单片机进行加温补湿控制。
　　设计的控制系统蚕种场试用两年，效果很好。模糊专家控制技术在温湿度控制领域具有很好的实用价值和推广前景。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 前言

1.2 蚕种生产与催青控制

1.3 蚕种催青控制的研究进展与研究现状

1.4 论文研究目标、内容及技术路线

1.5 本章小结

第2章 催青室温湿度控制节点的设计

2.1 催青室温湿度控制系统的方案设计

2.2 温湿度采集节点的硬件设计

2.3 本章小结

第3章 催青室温湿度控制终端节点软件设计

3.1 温湿度采集程序的设计

3.2 晶闸管的驱动程序设计

3.3 本章小结

第4章 无线传温湿度采集网络的设计

4.1 ZigBee技术

4.2 Z-Stack协议栈的应用

4.3 温湿度监控组网设计

4.4 本章小结

第5章 催青室温湿度模糊专家控制器的设计

5.1 模糊专家系统与模糊专家控制算法概述

5.2 温湿度模糊专家控制系统设计

5.3 模糊专家控制器程序设计

5.4 本章小结

第6章 基于Visual Basic.NET上位机软件设计

6.1 VB.NET上位机界面开发

6.2 在VB. NET中调用MATLAB编程的模糊控制器

6.3 本章小结

第7章 系统测试

7.1 模糊专家控制系统的稳态运行效果测试

7.2 系统阶跃响应测试

第8章 总结与展望

参考文献

附录A：攻读硕士学位期间发表的学术文

附录B：模糊专家控制器代码

致谢